Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-01T18:34:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseImpactosHarmonicos.pdf: 2483778 bytes, checksum: c5e0e109c5f916f6d322fe03bdbba91d (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-14T14:02:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseImpactosHarmonicos.pdf: 2483778 bytes, checksum: c5e0e109c5f916f6d322fe03bdbba91d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T14:02:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseImpactosHarmonicos.pdf: 2483778 bytes, checksum: c5e0e109c5f916f6d322fe03bdbba91d (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / A Qualidade da Energia Elétrica (QEE) é constantemente alvo de vários estudos, principalmente os que estão relacionados com o setor de produção industrial, onde estão concentradas grandes cargas dos sistemas elétricos. Com a evolução dos processos de produção industrial e a inserção de novas tecnologias no setor industrial, foram adicionadas grandes quantidades de equipamentos eletrônicos que são fontes geradoras de perturbações nos sistemas, e que alteram a qualidade do produto “energia elétrica”. Com o intuito de minimizar os transtornos decorrentes da baixa qualidade da energia e os prejuízos causados para as concessionárias e consumidores (industriais, residenciais e comerciais), foi desenvolvido no Brasil, os procedimentos de distribuição no sistema elétrico nacional (PRODIST), criado e desenvolvido pela Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O PRODIST tem o objetivo de normatizar e padronizar as atividades relacionadas à distribuição de energia, incluindo os padrões de qualidade do produto. O presente trabalho foi concentrado e realizado em uma empresa do polo industrial de Manaus (PIM), que possui um sistema elétrico trifásico de baixa tensão, com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica envolvida na manufatura. Os dados gerados foram submetidos a uma técnica de inteligência computacional (IC), com uso do processo de descoberta de extração de conhecimento em bases de dados ou KDD. O objetivo do trabalho é analisar, identificar e diagnosticar os pontos de acoplamento e processos que apresentam conteúdos harmônicos representativos para o sistema, podendo-se assim verificar o quanto cada processo analisado pode estar afetando a qualidade da energia dentro da própria indústria e no ponto de acoplamento com a concessionária, através das gerações de distorções harmônicas, evitando assim, penalizações e outras sanções regulamentadas. / The Power Quality (PQ) is constantly the subject of many studies, mainly those that are related to the industrial production sector, where are concentrated large loads of the electrical systems. With the evolution of industrial production processes and the introduction of new technologies in the industrial sector, quantities of electronic equipment bars were added that are sources of disturbances in the systems, and affecting the quality of the product "electricity". In order to minimize the inconvenience resulting from low quality of energy and damage to utilities and consumers (industrial, commercial and residential), it was developed in Brazil, distribution procedures in the national grid (PRODIST), created and developed the National Electric Energy Agency (ANEEL). The PRODIST aims to regulate and standardize activities related to energy distribution, including product quality standards. This work was concentrated and held in a company of the industrial pole of Manaus (PIM), which has a three-phase electrical system low voltage, in order to monitor the quality of the product "electricity" through the harmonic content generated by the electrical network involved in manufacturing. The data generated were subjected to computational intelligence technique (HF), using the process of knowledge extraction discovery in databases or KDD. The objective is to analyze, identify and diagnose the coupling points and processes that have representative harmonic content for the system, so being able to check how much each analyzed process may be affecting the power quality within the industry itself and the point of coupling with the concessionaire, through the generations of harmonic distortion, thus avoiding penalties and other sanctions regulated.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação de um filtro ativo trifásico universal, o qual é composto pela conexão de três módulos monofásicos. Cada módulo monofásico é independente e é controlado por um processador digital de sinais. A estrutura de potência utilizada em cada módulo é uma topologia de três braços em que dois conversores compartilham um braço, de forma que o circuito apresenta número de componentes de potência reduzido na versão monofásica e pode operar sem o uso de um transformador. O filtro ativo proposto é capaz de compensar a distorção harmônica e regular o nível da tensão entregue para a carga. Ele também compensa a corrente da carga conectada na saída do filtro, corrigindo seu conteúdo harmônico e fator de potência. Apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre alguns assuntos referentes à qualidade de energia elétrica, como os conceitos de distorção harmônica, seus efeitos e as normas pertinentes. Em seguida, as principais topologias de filtros ativos são apresentadas. Três módulos monofásicos, de 1500 W cada, são implementados e o funcionamento da estrutura de três braços, bem como os principais parâmetros do circuito de potência são analisados. Um algoritmo PLL (Phase Locked Loop) digital é empregado para o sincronismo de cada módulo. Controladores repetitivos são utilizados para o controle da tensão e da corrente. Os detalhes da estratégia de controle, bem como o projeto do circuito de sincronismo e dos controladores digitais são apresentados. Os resultados teóricos obtidos são comprovados através da simulação e da experimentação do protótipo implementado. A utilização do filtro ativo possibilitou a redução do conteúdo harmônico das cargas utilizadas nos testes, bem como elevou o fator de potência e corrigiu a distorção e o nível da tensão entregue para a carga. / This paper presents the development and implementation of a three-phase universal active filter consisting of three single-phase modules. Each single-phase module is independent and is controlled by a digital signal processor. The power structure used in each module is a three-arm topology in which two converts share one arm, so that the circuit has a reduced count of components and can operate without using a transformer. The proposed active filter can compensate harmonic distortion and adjust the voltage level delivered to the load. It also compensates the load current connected to the filter output, correcting its harmonic content and power factor. It presents a literature review on some issues related to power quality, as the concepts of harmonic distortion, its effects and relevant standards. Then the principal topologies used in active filters are presented. Three single-phase modules, each one of 1500 W, are implemented and the operation principles of the three-arms structure and the main parameters of the power circuit are analyzed. A digital PLL (Phase Locked Loop) is employed to synchronize each module. Repetitive controllers are used to control the voltage and current. Details of the control strategy and circuit design of the synchronism and digital controllers are presented. The results are verified through simulation and experimentation of the implemented prototype. Using the active filter was possible to reduce the harmonic content of the loads used in the experimental tests as well as increasing the power factor and to correct the distortion and voltage level supplied to the load.

This work demonstrates the theoretical and experimental feasibility of a induction generator to work as an attenuator of the harmonics in main generators of on the electric power system, i.e., the synchronous generators. The induction and synchronous machines were analyzed in physical terms and established mathematical modeling in the frequency domain in order to prove the purpose of the thesis. Computer simulations were also carried out in the time domain and laboratory tests were made to check levels of attenuation of current harmonics (THDi) in accordance with the maximum standardized voltage harmonic distortion (THDv). Furthermore, this work presents a study of technical and economical feasibility of a typical application. / Este trabalho demonstra a viabilidade teórica e experimental de um gerador de indução funcionar como um atenuador dos harmônicos nos geradores principais do sistema elétrico de potência, ou seja, os geradores síncronos. Foram analisadas as máquinas de indução e síncronas do ponto de vista físico e estabelecidas modelagens matemáticas no domínio da frequência, a fim de comprovar o objetivo da tese. Foram realizadas também´em, simulações computacionais no domínio do tempo e ensaios em laboratório para verificar os n´níveis de atenuação de harmônicos de corrente (THDi) em conformidade com os limites máximos de distorções harmônicas de tensão (THDv) normalizados. Apresenta-se também neste trabalho um estudo de viabilidade técnica e econômica de uma aplicação típica. / Doutor em Ciências

Orientadores: Sigmar Maurer Deckmann, Fernando Pinhabel Marafão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoralesParedes_HelmoKelis_M.pdf: 3000642 bytes, checksum: a52059dba0b167ed3326ffa3bf6f7d5f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho visa a contribuir para os estudos de instrumentação de sistemas de potência e monitoramento de Qualidade da Energia Elétrica (QEE), discutindo a importância da referência da tensão, de forma a permitir relacionar os efeitos dos distúrbios com o verdadeiro impacto que causam sobre as cargas. Esta correlação ainda é um ponto pouco estudado no âmbito da QEE. Considerando o cenário do ponto de vista de teoria de potência e qualidade da energia elétrica, inicialmente serão apresentadas as técnicas de medição das tensões, fazendo uma análise crítica, mostrando suas convergências, particularidades e deficiências. Por outro lado, será mostrado que a escolha da referência de tensão, leva a diferentes equacionamentos para a potência aparente e o fator de potência em sistemas com formas de onda não-senoidais e/ou assimétricas. Essas divergências têm suscitado discussões em nível internacional sobre a forma mais adequada de medição. Estudos sobre alguns indicadores de QEE ilustram como a escolha da referência de tensão influencia na avaliação da distorção harmônica total, do fator de desequilíbrio e de uma VTCD, especialmente em sistemas trifásicos com condutor de retorno (4 fios). Finalmente, através do Teorema de Blakesley, será apresentada uma metodologia, que permite associar as medidas de tensão relativas ao condutor neutro, com as medidas com referência no ponto "zero virtual", de modo que possam ser utilizadas pelos fabricantes dos equipamentos, pelas concessionárias de energia elétrica e pelos consumidores em geral / Abstract: This dissertation presents a contribution to the study of power quality monitoring and power system' s instrumentation, discussing the importance of the voltage reference and aiming to relate the voltage disturbance with the true impacts they cause on electrical loads. The establishment of a clear relationship between them is still not a commonly studied subject on power quality. Considering the point of view of power theory and power quality, initially this work presents the usual measurement techniques of voltages, making a critical analysis, showing its validity, particularities and deficiencies. On the other hand, it will be shown that the choice ofthe voltages referential leads to different equations for the apparent power and the power factor in systems with non-sinusoidal and/or unbalanced waveforms. These questions have promoted long debates in international level about the most suitable form of measurement and calculation. Studies about some power quality indices, will illustrate as the choice of the voltage reference influences the evaluation of the total harmonic distortion, unbalance factors and voltage sags and swells, especially in three-phase systems with return conductor (4 wires-system). Finally, based on Blakesley's Theorem, a methodology is presented that allows to associate the related neutral conductor measures of voltage to the measurements to the "zero virtual" point reference, in such way that can be used by the manufacturers of the equipments, the electric energy utilities and end consumers in general / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T03:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pimentel_SergioPires_M.pdf: 2753814 bytes, checksum: 4e94e3c8b75144bb509d505233b11dcb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho aborda a implementação de um filtro ativo de potência utilizando um inversor mul­tinível com topologia em cascata assimétrica. Justificativas para utilização de estruturas multiníveis são discutidas. O sistema de controle utilizado garante um fornecimento nulo de potência ativa pelo filtro ativo e que a corrente fornecida pela fonte de alimentação tenha a mesma forma de onda da tensão de alimentação. Com isso, o fator de potência visto pela fonte é próximo de seu valor unitário e a fonte fornece apenas potência ativa à carga. Resultados de simulações e experimentais validam o esquema adotado. Também é descreva uma proposta para se realizar o controle das tensões CC da topologia em cascata assimétrica. Palavras-chave: Eletrônica de Potência, Inversor Multinível, Qualidade da Energia Elétrica, Fil­tro Ativo de Potência, Controle Digital / Abstract: This work regards a shunt active power filter implementation using an asymmetrical cascaded multilevel convel1er. Reasons for using multilevel structures are discussed. The system control gua­rantees that the active power filter does not supply active power and the source current has the same waveform of the source voltage. Consequently, the power factor from the source side is almost one and the source only supplies active power to the load. Simulation and experimental results validate the applied scheme. A proposal for controlling the DC voltages from the asymmetrical cascaded topology is also described. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho; Marcelo Gradella Villalva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ota_JoaoInacioYutaka_M.pdf: 7717643 bytes, checksum: c0a1a3d8391b140cd3113fbbbc0106b8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre filtro ativo de potência paralelo para sistema trifásico com quatro fios, discutindo técnicas de compensação e de controle de correntes. O estudo concentra-se no filtro ativo paralelo composto por um inversor do tipo fonte de tensão com quatro pernas. Com esta estrutura de conversor são realizados estudos e simulações em computador de estratégias de compensação de correntes harmônicas e de controle de correntes. São investigadas técnicas de controle repetitivo, ressonante e proporcional-integral. Os sistemas de controle de correntes são construídos com um algoritmo de modulação por largura de pulsos tridimensional com vetores espaciais, que é investigado em detalhes no trabalho / Abstract: This dissertation presents a study of three-phase four-wire shunt active power filter, discussing compensation and control currents techniques. The study focuses on the shunt active filter composed by a four-leg voltage source inverter. Using this converter structure studies about strategies for compensation of harmonic currents and current control are carried out through computer simulations. Repetitive, resonant and proportional-integral control techniques are investigated. The current control system is performed using an algorithm of three-dimensional space-vector pulse width modulation, which is investigated in detail in the work / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Sigmar Maurer Deckmann, Fernando Pinhabel Marafão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padua_MarceloSuzartde_M.pdf: 2971342 bytes, checksum: f838d91f23e156c63fa9582c9c5c582e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho visa contribuir para os estudos sobre sincronismo em um Sistema Elétrico de Potência (SEP), com enfoque em Geração Distribuída (GD). Buscar-se-á analisar as condições para operação de um gerador distribuído em paralelo com a rede elétrica, bem como desenvolver metodologias de sincronismo para tal. Muitos algoritmos propostos para aplicações em Eletrônica de Potência e Qualidade da Energia Elétrica podem ser utilizados para este propósito. Inicialmente, será apresentadas uma síntese dos tipos de geração alternativa existentes e suas características. Considerando que o Brasil, até o momento, não possui legislação específica referente à GD, serão expostas as principais normas internacionais aplicáveis ao sincronismo e à conexão do gerador, além de aspectos de segurança, como condições de ilhamento. Cada um dos algoritmos escolhidos (PLL, TDFR e FK) será estudado com o objetivo de observar sua resposta dinâmica, precisão em regime e robustez na presença de distorções harmônicas e/ou transitórios nas tensões da rede, de acordo com o ajuste dos seus parâmetros. Finalmente, serão apresentados resultados de simulação de um sistema de GD característico. Uma carga, alimentada pela rede elétrica de distribuição, passará a receber energia também de um gerador local, que será conectado em paralelo com esta rede com auxílio dos algoritmos de sincronismo estudados. Resultados experimentais confirmarão a possibilidade de implementação dessas técnicas / Abstract: This dissertation presents a contribution to the study of synchronization in Electric Power Systems, focusing Distributed Generation. The conditions for operation of a distributed generator in parallel with the grid will be analyzed and applicable methodologies of synchronism will be presented. Different algorithms proposed for Power Electronics Applications and Power Quality Analysis can be used for this intention. Initially, this work presents a synthesis of the existing types of alternative generation and their characteristics. Considering that in Brazil, up to this moment, does not exist a specific legislation for distributed generation, the international main applicable norms about synchronization and connection of the generator will be exposed, including security aspects, such as islanding conditions. Each of the chosen algorithms will be studied to observe its dynamic response, accuracy and robustness in presence of harmonic distortions or transients in the utility voltage, according to the adjusted parameters. Finally, simulation results of a characteristic industrial plant will be presented. The utility system supplies a load, which will draw power also from a local generator, connected to this grid, with the aid of the studied synchronism algorithms. Experimental results will confirm the possibility of implementation of these techniques / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sigmar Maurer Deckmann / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marafao_FernandoPinhabel_D.pdf: 5459950 bytes, checksum: 2005dfac2636a25b18741d31d843a03e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta uma Metodologia Seletiva de Identificação das parcelas consideradas ideais de tens~ao e corrente eletricas em um sistema polifasico, bem como das parcelas associadas a disturbios e fenomenos responsaveis pela deterioração da qualidade de energia. Tal metodologia e descrita por meio da aplicação de tecnicas de processamento digital de sinais, possibilitando a formulação de filtros digitais, detectores de sequencia positiva, algoritmos de identicação de frequencia, Multiplicadores de Lagrange, etc, as quais podem ser implementados em processadores de aritmetica saturada (ponto-fixo). Atraves de tal metodologia e das tecnicas estudadas, e possivel discutir e propor uma abordagem alternativa na definição de uma Teoria de Potência Unificada, adequada a condições de formas de onda não-senoidais e/ou assimetricas, bem como propor estrategias de compensação para condicionadores de energia, tais como os Filtros Ativos de Potência. O trabalho tambem apresenta um breve estudo sobre os controladores digitais necessarios à implementação pratica de um filtro ativo de potência, destacando a proposta de um controlador repetitivo para compensação seletiva de harmônicos dominantes, o qual foi avaliado através da implementação de um protótipo de filtro ativo em paralelo com a rede / Abstract: Considering the areas of Power Quality and Power Conditioning, this work proposes and discusses the use of a Selective Identification Methodology in order to identify the so-called ideal, as well as the disturbing, voltage and current components in a general polyphase power system. Such methodology is presented and described by means of discrete-time signal processing techniques, which allows the implementation of useful digital filters, positive sequence detectors, frequency identification algorithms, Lagrange Multipliers, etc. Special attention is directed to the implementation of such techniques in finite word length or fixed-point DSP and microprocessors. Considering the proposed selective methodology and the related digital algorithms, it is possible to discuss and suggest an alternative approach to define a promising Unified Power Theory, which could be adequate for non-sinusoidal and unbalanced waveform conditions. Moreover, the same methodology can be used to propose several compensation strategies for different power conditioning equipments, such as e.g., Active Power Filters. This work also presents a brief study concerning the required digital controllers for the experimental implementation of a shunt active filter prototype. Particularly, it has been pointed out the repetitive controller applied to the implementation of a selective harmonic current compensator. The selective compensator allows minimizing the dominant harmonic components in order to reduce the THD levels and to increase the power factor of a specific installation / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-05-19T22:30:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_OtimizacaoMultiobjetivoCompensacao.pdf: 1385522 bytes, checksum: f28192c0b6b8ec65f18eb07c8458c66f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-05-20T14:36:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_OtimizacaoMultiobjetivoCompensacao.pdf: 1385522 bytes, checksum: f28192c0b6b8ec65f18eb07c8458c66f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-20T14:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_OtimizacaoMultiobjetivoCompensacao.pdf: 1385522 bytes, checksum: f28192c0b6b8ec65f18eb07c8458c66f (MD5) Previous issue date: 2014 / A localização de bancos de capacitores nas redes de distribuição de energia elétrica, corretamente dimensionados, busca compensar eventuais excessos de circulação de potência reativa pelas linhas, o que implica a redução de custos operacionais pela redução das perdas de energia e um aumento da capacidade de transmissão de potência ativa assegurando os níveis estabelecidos de tensão e fator de potência simultaneamente. A proliferação das cargas não lineares provocou uma mudança nos cenários de estudo dos sistemas elétricos de potência devido aos efeitos nocivos que os harmônicos gerados por elas ocasionam sobre a qualidade da energia elétrica. Considerando este novo cenário, esta tese tem como objetivo geral desenvolver uma ferramenta computacional utilizando técnicas de inteligência computacional apoiada em algoritmos genéticos (AG), para a otimização multiobjetivo da compensação da potência reativa em redes elétricas de distribuição capaz de localizar e dimensionar de forma ótima as unidades de compensação necessárias para obter os melhores benefícios econômicos e a manutenção dos índices de qualidade da energia estabelecidos pelas normas brasileiras. Como Inovação Tecnológica do trabalho a ferramenta computacional desenvolvida permite otimizar a compensação da potência reativa para melhorar do fator de potência em redes de distribuição contaminadas com harmônicos que, diferentemente de métodos anteriores, não só emprega bancos de capacitores, mas também filtros de harmônicos com esse objetivo. Utiliza-se o algoritmo NSGA-II, que determina as soluções ótimas de Pareto para o problema e permite ao especialista determinar as soluções mais efetivas. A proposta para a solução do problema apresenta várias inovações podendo-se destacar que a solução obtida permite determinar a compensação de potência reativa com capacitores em sistemas com certa penetração harmônica, atendendo a normas de qualidade de energia pertinentes, com relação aos níveis de distorção harmônica tolerados. / The localization of capacitors banks in the electric power distribution networks, correctly sized, looks for to compensate eventual excesses of circulation of reactive power for transmission lines, what implies the reduction of operational costs for the reduction of the energy losses and an increase of the capacity of transmission of active power assuring the established levels of voltage and power factor simultaneously. The proliferation of the nonlinear loads produced a change in the scenarios of study of the electric power systems due to the degradation effects that the harmonic generated by them cause about the quality of the electric power. Considering this new scenario, this thesis has as general objective to develop a computational tool using computational intelligence supported in genetic algorithms (GA), for the multiobjective optimization of the reactive power compensation in distribution electric networks able to locate and size in a good way the necessary compensation units to achieve the best economic benefits and the maintenance of the indexes of quality of the energy settled down by the Brazilian norms. As technological innovation of the work, the developed computational tool allows to optimize the compensation of the reactive power to improve the power factor in polluted distribution networks with harmonics that, differently of previous methods, not alone it uses capacitors banks, but also harmonic filters with that objective. The NSGA-II algorithm is used to determine optimal solutions of Pareto for the problem and it allows the specialist to determine the most effective solutions. The formulation proposed in this thesis for the solution of the problem presents several novelties being able to highlight that the achieved solution allows to determine the compensation of reactive power in systems with certain harmonic penetration, complying with pertinent standards of power quality, with respect to the tolerated levels of harmonic distortion.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-15T17:26:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseNaoParametrica.pdf: 5858237 bytes, checksum: 2ad3f6f508cede019d85d5bec0b35c8f (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-22T14:04:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseNaoParametrica.pdf: 5858237 bytes, checksum: 2ad3f6f508cede019d85d5bec0b35c8f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T14:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseNaoParametrica.pdf: 5858237 bytes, checksum: 2ad3f6f508cede019d85d5bec0b35c8f (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Atualmente, o uso de cargas não lineares e equipamentos baseados em eletrônica de potência nas instalações residenciais, comerciais e industriais estão contribuindo para o aumento significativo dos níveis de distorção harmônica de corrente e, consequentemente de tensão, conforme observado no sistema brasileiro de distribuição de energia elétrica. O aumento contínuo dos níveis de distorção harmônica nas redes elétricas de distribuição tem causado preocupação nas concessionárias e clientes de energia, pois a presença dessas fontes de harmônico no sistema provoca, entre outros, perda da qualidade no fornecimento de energia. Com foco neste problema, a presente tese propõe o desenvolvimento de modelos de regressão não paramétrica para identificar e quantificar quais cargas não lineares podem ser consideradas fontes harmônicas principais, para as distorções de tensão em um ponto de interesse da rede elétrica. A metodologia proposta se baseia na análise de correlação de dados, utilizando modelos estatísticos de regressão não paramétrica para estabelecer a correlação entre as correntes harmônicas das cargas não lineares e a tensão harmônica no ponto de interesse. Este modelo é construído a partir das tensões e correntes harmônicas de mesma ordem respectivamente, obtidas em campanhas de medição através de qualímetros instalados nos pontos de interesse. Além disso, deve-se salientar que essas tensões e correntes harmônicas devem estar em sua unidade base, ao invés de grandezas normalizadas em relação à componente fundamental, de forma a impedir que a mesma influencie na criação do modelo de regressão. Um aspecto importante nesta metodologia está na utilização das técnicas de regressão polinomial local de Kernel, para a estimação das curvas de regressão entre a tensão e a corrente harmônica. Na validação dos modelos introduz-se o coeficiente de determinação R2, o qual pode ser obtido a partir do coeficiente de correlação de Pearson, para mensurar o grau de precisão dos modelos desenvolvidos. A regressão não paramétrica proporciona uma grande flexibilidade na estimação do modelo de regressão, uma vez que a mesma torna possível à realização de um ajuste mais efetivo do modelo às amostras de dados, e, portanto, é capaz de caracterizar a influência de cada fonte harmônica de forma mais detalhada para todo o período de medição. Essa técnica, apresentou resultados muito mais confiáveis e supera as deficiências dos modelos de regressão linear, o qual impõe que as correntes harmônicas das outras fontes, background, não variam quando se analisa uma determinada corrente de carga. Os modelos de regressão linear e não paramétrico foram simulados aplicando-se o programa R, que é uma linguagem e ambiente para cálculos estatísticos e gráficos, e como sistema teste utilizou-se a rede de distribuição elétrica da Universidade Federal do Pará, constituído de 84 (oitenta e quatro) barras de carga em tensão de 13,8 kV. Os resultados obtidos são comparados aos modelos de regressão linear e apresentaram bom desempenhos possibilitando sua aplicação por empresas de distribuição de energia elétrica. / Nowadays, the use of non-linear loads and power electronics-based equipment in residential, commercial and industrial facilities are contributing to the significant increase of current harmonic distortion levels and, consequently voltage harmonic distortions, as noted in the Brazilian distribution systems. Increasing levels of harmonic distortion in electrical distribution networks is a concern to electric utilities and customers, because the presence of these harmonic sources causes, among others, loss of quality in the energy supply. With a focus on this problem, this thesis proposes the development of non-parametric regression models to identify and quantify what non-linear loads can be considered main sources of voltage harmonic distortion at a point of interest in the electric network. The proposed methodology is based on data correlation analysis, using non-parametric regression statistical models to establish the correlation among the non-linear loads harmonic currents and harmonic voltage at a point of interest. This model is built from harmonic voltage and currents measurements, obtained in measuring campaigns using power quality analyzers installed at the points of interest. In addition, it should be pointed out that these harmonic voltages and currents must be express in base units, rather than percent values in relation to the fundamental component, in order to prevent the influence in the creation of the regression model. An important aspect in this methodology is the use of techniques based on Kernel local polynomial regression, for the estimation of the regression model between harmonic voltage and current. To validate the models it is introduced the determination coefficient R2, which can be obtained from the Pearson correlation coefficient, to measure the accuracy degree of the developed models. The non-parametric regression procedure provides a great flexibility in the estimation of regression models, since it makes possible to carry out a more effective model fit to the data samples, and therefore it is able to characterize the influence of each harmonic source in more detail for the entire measurement period. This technique presented more reliable results and overcomes the shortcomings of the linear regression model, which requires the harmonic currents of other sources, called background, not to vary when analyzing a particular load current. The linear and non-parametric regression models were simulated using the program R, which is a language and environment for statistical calculations and graphs, and as test system it was used the Federal University of Pará electric distribution network, consisting of 84 (84) load busbars in 13.8 kV. The results so obtained are compared to those obtained with the linear regression models, and presented good performance, allowing its application for electric power distribution companies.